用于机械地表征诸如卵母细胞的感兴趣元件的设备制造技术

本发明专利技术涉及一种用于机械地表征感兴趣元件(E)例如卵母细胞的设备。该机械表征设备包括：‑用于接收适于容纳液体介质的容器(C)支撑装置(2)；‑用于保持所述感兴趣元件(E)的保持装置(3)；‑压痕构件(4)；‑用于产生磁场的磁性装置(5)，所述压痕构件(4)将在该磁场中移动，该磁场参与所述压痕构件(4)的沿着不稳定的水平方向(x)的悬浮，该水平方向与纵轴线(4)同轴地取向；‑控制装置(6)，它旨在控制所述磁性装置(5)，以使压痕构件(4)沿着不稳定的水平方向(x)平移；以及，‑用于确定感兴趣元件(E)的机械特征的装置(7)。

Equipment for mechanically characterizing elements of interest such as oocytes

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于机械地表征诸如卵母细胞的感兴趣元件的设备
本专利技术总体上涉及感兴趣元件的机械表征的领域。更具体地，本专利技术涉及一种适于机械地表征感兴趣的微观元件的设备，该微观元件可能是自然的生物学元件，或甚至是细胞，优选是卵母细胞。
技术介绍
感兴趣元件的机械表征包括基于机械的测试和试验来分析其固有特征(杨氏模量、泊松比等)。当前的大多数测试旨在从宏观角度表征金属和聚合物。通常不适合表征自然界中的有机元件，甚至从微观角度上也不适合。现在，活细胞的机械表征已经成为一个完整的问题，特别是在医疗辅助生殖领域。实际上，在选择卵母细胞，特别是那些具有受精能力的卵母细胞时，这种机械表征可能是要考虑的重要标准。因此，专门开发了用于机械表征活细胞的新技术。这些技术通常包括通过向细胞施加已知的负载或应力来使细胞变形，和测量由此产生的变形。最常用的技术包括使用吸液管进行微压痕和抽吸。但是，实际上，这些当前技术提供了非常有限的表征可能性。因此，需要一种设备，该设备可以允许通过压痕进行机械表征以便以有效、可靠和校准的方式测量施加在感兴趣的微观元件(特别是活细胞)上的力。
技术实现思路
在本文中，本专利技术提出了一种用于机械地表征(特征化，特性描述)感兴趣元件的设备，该感兴趣元件有利地是感兴趣的微观元件，可能是自然的生物学元件，或者甚至是细胞，优选地是卵母细胞(卵细胞)。更具体地，根据本专利技术提出了一种机械表征设备，它包括：-支撑装置，用于接收适于容纳液体介质的容器，-保持装置，用于将所述感兴趣元件保持在所述液体介质中，-压痕构件，它具有纵轴线并且旨在以所述纵轴线水平定向的状态保持悬浮在所述液体介质中，其中，所述压痕构件包括至少一个永磁体和一个旨在挤压(压缩，压凹，留凹痕于)所述感兴趣元件的近侧端部，-磁性装置，它用于产生磁场，所述压痕构件将在该磁场中移动，该磁场参与所述压痕构件的具有不稳定的水平方向(有利地与所述纵轴线同轴地定向)的悬浮，-控制装置，它旨在引导(控制)所述磁性装置以产生所述磁场的变化，该磁场的变化适于以沿着所述不稳定的水平方向平移的方式操作所述压痕构件(操作所述压痕构件以使之沿着所述不稳定的水平方向平移)，以及-确定装置，它用于考虑当所述压痕构件的所述近侧端部在所述感兴趣元件上产生压缩力时所述压痕构件沿着所述不稳定的水平方向的平移位移的值以及所述磁场的特征来确定所述感兴趣元件的机械特征。实际上，磁性装置允许通过压痕构件向感兴趣元件施加已知的负载。为此，该压痕构件被保持在旨在以受控方式变化的磁场中。所实施的磁场由此具有下列特征：-它为压痕构件保持了不稳定的水平方向，-它在测量方向之外对压痕构件提供了稳定的保持，和-它沿着所述不稳定的水平方向在压痕构件上起到负刚度(或者，视情况而定，正刚度)磁性弹簧的作用，以对感兴趣元件进行加载。电磁弹簧的刚度在不稳定的水平方向上是负的(或视情况而定是正的)；感兴趣元件由此为压缩它的压痕构件提供稳定性。因此，通过待表征的感兴趣元件来稳定该系统，从而提供最佳的简便性和效率。使用这种技术，可以实现10-3N/m量级的刚度，因此允许将负载控制在小于10nN的范围内，同时为施加的力提供很好的线性测量。此外，这种机械表征设备因其低成本、坚固性和易于实施而引起人们的兴趣。下面是根据本专利技术的机械表征设备的其他非限制性和有利特征，这些特征被单独提供或根据所有技术上的可能组合而提供：-压痕构件包括至少两个永磁体，这些永磁体一方面布置成具有彼此同轴且沿着相同方向NS-NS的磁场，另一方面布置成处于水平平衡位置，在该水平平衡位置中，浮力中心旨在与重心重合；有利地，由液体介质产生的对压痕构件的浮力与压痕构件的重量相等且相反；-所述压痕构件具有以下特征：长度处于1cm至3cm之间，直径处于0.5至1.5mm之间，质量处于1mg至15mg之间；-所述压痕构件包括主体，该主体由例如由玻璃制成的毛细管构成，该毛细管界定了密封腔，该密封腔填充空气并且包含所述至少一个永磁体；-所述容器包括连接至侧壁的底部，该侧壁的自由的上边缘界定了上部开口，例如培养皿(皮氏培养皿)；-磁性装置包括至少两个永磁体和用于以平移的方式操作所述永磁体(用于使所述永磁体平移)的装置，所述永磁体在相同的方向NS-NS上沿着水平轴线同轴地布置；优选地，所述至少两个永磁体各自布置在一个电磁线圈中，其中，所述电磁线圈沿着水平轴线同轴地布置，并且连接到用于引导为所述电磁线圈供电的电流的装置；所述至少两个永磁体和视情况而定的所述至少两个电磁线圈有利地以相对于彼此恒定的距离d布置在容器的两侧；例如，操作装置由微平移板组成；-保持装置包括吸液管；-用于确定所述感兴趣元件的机械特征的装置包括用于确定压痕构件沿着所述不稳定的水平方向的平移位移的值的装置；所述确定装置有利地包括适于捕获包括与压痕构件的近侧端部配合的感兴趣元件的图像的光学装置，以及用于分析所述捕获到的图像并适于确定所述压痕构件沿着所述不稳定的水平方向的平移位移的值的装置；-支撑装置包括用于加热所述容器的装置。本专利技术还提出一种装备有根据本专利技术的设备的医疗辅助生殖注射站。本专利技术还涉及一种通过实施根据本专利技术的设备来研究感兴趣元件的机械特征的方法，该感兴趣元件有利地是感兴趣的微观元件，可能是自然的生物学元件，或者甚至是细胞，优选地是卵母细胞。该方法包括：a)准备阶段，在该准备阶段中，一方面，所述感兴趣元件通过所述保持装置保持在容器的液体介质中，另一方面，磁性装置产生初始磁场，该初始磁场允许将所述压痕构件保持在离开感兴趣元件的休止的初始位置，b)加载阶段，在该加载阶段中，引导所述磁性装置以将磁场从所述初始磁场(可能逐渐地)变成修正磁场(有利地恒定的或不断变化的；例如，通过平移地操作磁性装置和/或通过引导注入电磁线圈中的电流)，以便操作所述压痕构件以使它在加载方向上沿着所述不稳定的水平方向平移，其中，所述压痕构件的所述近侧端部对由所述保持装置保持的所述感兴趣元件产生压缩力，c)卸载阶段，在该卸载阶段中，引导所述磁性装置以恢复(有利地逐渐地)所述初始磁场，其中，操作所述压痕构件以使它在卸载方向上沿着所述不稳定的水平方向平移，其中，所述压痕构件的所述远侧端部移动离开由所述保持装置保持的所述感兴趣元件，所述方法包括至少在加载阶段期间收集所述压痕构件的沿着所述不稳定的水平方向的平移位移的值的步骤，和所述方法包括考虑所述压痕构件的沿着所述不稳定的水平方向的平移位移的值和所述磁场的特征(即，视情况而定，注入电磁线圈中的电流的值和/或磁性装置的位移的值)来确定所述感兴趣元件的机械特征的步骤。优选地，加载步骤和卸载步骤以非常低的速度进行，该速度处于每秒0.1至50微米之间。附图说明通过非限制性示例给出的与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于机械地表征感兴趣元件(E)的设备，所述感兴趣元件有利地是感兴趣的微观元件，可能是自然的生物学元件，或者甚至是细胞，/n其中，该机械表征设备(1)包括：/n-支撑装置(2)，用于接收适于容纳液体介质的容器(C)，/n-保持装置(3)，用于将所述感兴趣元件(E)保持在所述液体介质中，/n-压痕构件(4)，它具有纵轴线(4')，并且旨在以所述纵轴线(4')水平定向的状态保持悬浮在所述液体介质中，其中，所述压痕构件(4)包括至少一个永磁体(45)和一个旨在挤压所述感兴趣元件(E)的近侧端部(42)，/n-用于产生磁场的磁性装置(5)，所述压痕构件(4)将在所述磁场中移动，所述磁场参与所述压痕构件(4)的具有不稳定的水平方向(x)的悬浮，/n-控制装置(6)，它旨在引导所述磁性装置(5)，以产生所述磁场的变化，所述磁场的变化适合于以沿着所述不稳定的水平方向(x)平移的方式操作所述压痕构件(4)，以及/n-用于确定所述感兴趣元件(E)的机械特征的装置(7)，该确定考虑所述磁场的特征以及当所述压痕构件(4)的所述近侧端部(42)对所述感兴趣元件(E)产生压缩力时所述压痕构件(4)沿着所述不稳定的水平方向(x)的平移位移的值(D)。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170321 FR 17523301.一种用于机械地表征感兴趣元件(E)的设备，所述感兴趣元件有利地是感兴趣的微观元件，可能是自然的生物学元件，或者甚至是细胞，
其中，该机械表征设备(1)包括：
-支撑装置(2)，用于接收适于容纳液体介质的容器(C)，
-保持装置(3)，用于将所述感兴趣元件(E)保持在所述液体介质中，
-压痕构件(4)，它具有纵轴线(4')，并且旨在以所述纵轴线(4')水平定向的状态保持悬浮在所述液体介质中，其中，所述压痕构件(4)包括至少一个永磁体(45)和一个旨在挤压所述感兴趣元件(E)的近侧端部(42)，
-用于产生磁场的磁性装置(5)，所述压痕构件(4)将在所述磁场中移动，所述磁场参与所述压痕构件(4)的具有不稳定的水平方向(x)的悬浮，
-控制装置(6)，它旨在引导所述磁性装置(5)，以产生所述磁场的变化，所述磁场的变化适合于以沿着所述不稳定的水平方向(x)平移的方式操作所述压痕构件(4)，以及
-用于确定所述感兴趣元件(E)的机械特征的装置(7)，该确定考虑所述磁场的特征以及当所述压痕构件(4)的所述近侧端部(42)对所述感兴趣元件(E)产生压缩力时所述压痕构件(4)沿着所述不稳定的水平方向(x)的平移位移的值(D)。


2.根据权利要求1所述的用于机械地表征感兴趣元件(E)的设备，其特征在于，所述压痕构件(4)包括至少两个永磁体(45)，所述至少两个永磁体布置成：
-具有彼此同轴的磁场并处于相同的方向NS-NS，以及
-处于水平平衡位置，在该水平平衡位置中，浮力的中心与重心重合。


3.根据权利要求1或2所述的用于机械地表征感兴趣元件(E)的设备，其特征在于，所述压痕构件(4)包括主体(41)，所述主体由界定了密封腔(44)的毛细管组成，所述密封腔填充有空气并且包含所述至少一个永磁体(45)。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于机械地表征感兴趣元件(E)的设备，其特征在于，所述容器(C)包括底部(C1)，所述底部连接至侧壁(C2)，所述侧壁的自由的上边缘(C21)界定上部开口(C22)，例如为培养皿。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于机械地表征感兴趣元件(E)的设备，其特征在于，所述磁性装置(5)包括：
-至少两个永磁体(51，52)，这些永磁体在相同的方向NS-NS上并且沿着水平轴线(A)同轴地布置，以及
-用于以平移的方式操作所述永磁体(51、52)的装置(53)。


6.根据权利要求5所述的用于机械地表征感兴趣元件(E)的设备，其特征在于，所述至少两个永磁体(51、52)各自布置在电磁线圈(54、55)中，
其中，所述电磁线圈(54、55)沿着所述水平轴线(A)同轴地布置，并且连接到用于引导为所述电磁线圈(54、55)供电...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·阿巴迪，R·加纳，E·皮亚特，
申请(专利权)人：科学研究国家中心，弗朗什孔泰大学，国立高等机械与微型技术学校，
类型：发明
国别省市：法国;FR